植物共植对低浓度含铀废水修复的影响

为确定植物共植对低浓度含铀废水修复的影响,本研究建立了数种植物共植体系,并以之开展了低浓度含铀废水修复实验,研究了水体中铀含量随时间的变化以及铀质量浓度对植物共植体系修复效率的影响。结果显示,与相对应的单一植物修复体系相比,合果芋-豆瓣绿、白鹤芋-豆瓣绿共植修复体系对废水中铀的去除率提高了4.7%、6%和4.5%、5.7%,合果芋的转运系数、生物富集系数、生物富集量分别提高132.20%、63.89%、63.89%,豆瓣绿分别提高6%、37.27%、37.27%,白鹤芋分别提高127.69%、108.24%、108.24%,豆瓣绿分别提高3.39%、39.20%、39.20%。不同铀质量浓度废水修复实验结果表明,与单一植物修复体系相比,优势植物共植对低浓度含铀废水的修复均有促进作用。植物共植体系中植物间的互促作用可能通过提高植物的生物量和植物对铀的富集性能,从而促进了植物对铀的吸附。     

某铀矿细菌菌群柱浸过程中的硫强化作用及其机理分析

评估了由Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans和Leptospirillum ferriphilum组成的混合菌群在柱式反应器中浸出某复杂铀矿的硫强化作用及其可行性。在77 d细菌柱浸过程中,硫强化(8 g/kg)后,铀的浸出率达到了约83.61%,与对照组相比,增加了10%。利用扫描电镜和X射线荧光光谱仪对矿渣进行了表征,结果表明硫强化后的矿渣表面有细菌侵蚀的痕迹且孔隙度增大。细菌群落分析表明,硫强化后浸出液中的优势种群从Leptospirillum ferriphilum转变为Acidithiobacillus ferrooxidans,且Leptospirillum ferriphilum在下层矿石表面占比从强化前的4.3%增加到了40.74%,和Acidithiobacillus thiooxidans保持了较好的平衡。此外,动力学分析表明,铀矿细菌柱浸动力学模型更遵循了通过中间产物层控制的内部扩散模式,且硫强化能够增强铀的浸出动力学。最后,建立了一个与细菌群落和化学反应相关联的硫强化生物浸铀的机制模型。     

铁负载膨润土对铀(VI)的吸附特性及机理研究

采用膨润土经提纯、钠化及负载铁等过程制备铁负载膨润土,通过静态吸附实验研究了pH、离子强度、吸附剂投加量、U（Ⅵ）初始浓度、阳离子Ca^2＋、Mg^2＋以及阴离子CO3^2-、HCO3^-等对铁负载膨润土吸附模拟废水中U（Ⅵ）的影响,进行了吸附过程动力学、热力学分析,并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）探讨了相关吸附机理.试验结果表明,pH值和离子强度是影响吸附效果的重要因素,当溶液pH为6,离子强度为0.01 mol/L NaNO3,U（Ⅵ）初始浓度为19.08 mg/L,铁负载膨润土投加量为0.2 g/L,24 h吸附量达到88.06 mg/g.当pH〈6时,Ca^2＋、Mg^2＋、CO3^2-、HCO3^-的存在分别降低了铁负载膨润土对U（Ⅵ）的吸附效果,而pH〉7时影响作用不大.准二级动力学和Langmuir等温吸附模型对铁负载膨润土吸附U（Ⅵ）的拟合效果较好,SEM和FT-IR分析结果表明铁负载膨润土主要通过羟基络合及离子交换作用结合U（Ⅵ）进入其层间及表面.     

伽马辐照对斑马鱼胚胎谷胱甘肽还原酶活性及基因表达的影响

谷胱甘肽还原酶(GR)是一种重要的抗氧化酶,其在生物体的抗氧化系统中起着关键作用.为了研究伽马辐照对斑马鱼胚胎GR活性及基因表达的影响,本实验用不同的辐照剂量(0.01、0.05、0.1、0.5和1 Gy)分别对三个发育时期(原肠胚期、体节期和咽囊期)的斑马鱼胚胎进行了辐照处理.分析了各组GR的活性,并采用荧光实时定量PCR技术(qRT-PCR)检测了GR基因的表达水平.结果显示,伽马辐照以剂量依赖的方式调整了斑马鱼胚胎GR的活性及GR基因的表达.随着辐照剂量的增加,GR活性及其mRNA的相对表达量呈现先升高后回落的趋势.这表明,GR是一种可以对伽马辐照作出早期预警的生物标志物.斑马鱼胚胎可以通过上调GR基因的表达,来增加GR的合成,从而提高对伽马射线的防御能力.但是,这种反应和调整是有限度的.咽囊期胚胎比其它两个时期的胚胎对伽马射线的防御能力更强.     

宏粒子强化真菌浸矿研究

真菌浸出是一种具有发展潜力的新型生物浸矿方法,但需研发强化浸出技术提高浸出率。研究了陶瓷颗粒和玻璃珠两种宏粒子强化黑曲霉浸铀。结果表明:两种宏粒子均可提高铀的浸出率。宏粒子的粒径和加入量对黑曲霉浸铀效果有明显影响。加入1 mm、50 g/L的陶瓷颗粒,铀浸出率为71.11%,比对照组提高了6.19%;加入1 mm、20 g/L的玻璃珠,铀浸出率为76.04%,比对照组提高了11.12%。     

铀矿堆不同深度铀矿石浸出规律的柱浸试验

为了研究铀矿石堆浸过程中,矿堆不同深度铀矿石的浸出规律,本试验选用粒径范围为1～9 mm的铀矿石,采用自制试验装置展开柱浸试验.试验结果表明：不同深度浸出液的pH随时间逐渐减小,最终在1.0～2.0之间波动,深度越深,pH越大;不同深度浸出液的氧化电位随时间逐渐增大,最后保持在445 mV左右,深度越深,氧化电位越大;不同深度浸出液的铀离子浓度峰值随着深度的增加,出现的越滞后;深层铀矿石的浸出率低于浅层,矿层0～50 cm和250～300 cm相差达20%。     

组合浸矿细菌菌群的氧化特性及其群落结构分析

为了探究组合浸矿细菌菌群的氧化特性及其群落结构,构建4株浸矿细菌(Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270,Leptospirillum ferriphilum YSK,Acidithiobacills thiooxidans A01,Acidithiobacills caldus S1)的组合浸矿菌群.实验结果表明:此组合浸矿细菌菌群中的菌体具有较高的生物活性,表现出良好的的铁、硫氧化能力.并采用实时荧光定量PCR技术对菌群的群落结构进行了分析.结果表明:此体系中A.ferrooxidans ATCC 23270、A.thiooxidans A01是优势种群;L.ferriphilum YSK和A.caldus S1是劣势种群.     

高压脉冲作用下水中硬岩的电场特性研究

高压脉冲液相放电由于其众多优势,广泛应用在岩石的破碎、石油开采、污水治理等领域.本文通过推导等效放电回路方程,得到放电电流及达到峰值电流的时间表达式,从而在COMSOL Multiphysics中定义脉冲电压,并将其加载在仿真模型的高压电极上.模拟仿真硬岩矿物组成、粒径、电极距离对电场强度和分布特征的影响.结果表明电场强度高度依赖矿石的电学性质、进料粒径、以及矿粒的位置.矿粒的介电常数差异越大,电场越强,分布越不均匀;电场强度向矿石边界转移,体现了电破碎的选择性破碎的机理,以及最大场强随着矿粒尺寸呈指数减小.     

浸矿微生物共培养体系在氟胁迫下的基因调控机理探索

为了探明混合浸矿微生物的耐氟性能及其基因调控机理,应用功能基因芯片(FGA-Ⅱ)研究了5株浸矿细菌(Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270,Leptospirillum ferriphilum YSK,Sulfobacillus thermosulfidooxidans ST,Acidithiobacills thiooxidans A01,Acidithiobacills caldus S1)所构成的共培养体系在4.8 mmol/L氟胁迫下的基因表达谱.结果表明,该共培养体系中与氟胁迫相关的基因主要涉及到硫代谢、细胞膜、电子传递、解毒、碳固定、氮代谢等多个方面功能的代谢途径,而且各个途径在短时间(60 min)氟胁迫倾向于高效表达,而长时间(120 min)氟胁迫各个途径更倾向于低效表达.芯片图谱分析表明,氟胁迫下共培养体系中起主导调节作用的是其中的优势种群,但是劣势种群在氟胁迫时很大程度上辅助了优势种群的生长及其氧化活性的保持.     

雀稗-博落回间作强化修复铀污染土壤的研究

采用铀富集植物博落回与雀稗进行间作,开展了强化修复铀污染土壤的试验,对各植物富集铀的性能以及根际土壤中可交换态铀的浓度、酶的活性及微生物群落结构的变化进行了研究。结果表明,与雀稗、博落回单作相比,雀稗-博落回间作下,它们的铀富集总量分别达到了0.25 mg/株、1.2 mg/株,铀的富集总量分别提高了38.89%、34.83%,转移系数分别提高了40.00%、43.48%;根际土壤中Acidobateria等耐受菌比例升高,提高了植物对铀的耐受性,根际土壤酶活性增强,间接提高了植物的生物量,根际土壤中Aspergillus等真菌分泌的有机酸与铀形成螯合物,增加了生物可利用态铀的比例。这些可能是雀稗-博落回间作能强化修复铀污染土壤的主要机理。